私たちの日常生活において非常に重要な種類の無機反応は、単純な交換反応、置換反応、または置換反応です。
単純交換反応は、単体が化合物と反応して、新しい単体と別の化合物が生成されるときに起こります。結合要素が交換されるため、その名前の由来となっています。
単体とは 1 種類の元素から構成されている物質であり、化合物とは 2 種類以上の元素から構成されているということを覚えておいてください。
一般に、単純な交換反応は次のように表すことができます。
A + XY → AX + YまたはA + XY → AY + X
このような結合の交換は、反応する化学種間の電子の移動によって発生します。したがって、物理化学では、これらの反応は酸化還元反応としてよく知られています。このタイプの反応では、関与する元素の一部の Nox (酸化数) に常に変化があり、酸化 (電子の損失) と還元 (電子の獲得) が同時に発生します。
単純な交換または酸化反応の一般的な例は、鉄で作られた材料での錆の形成です。実際、さびは、金属鉄が電子を失った、つまり酸化され、空気中の酸素が減少したときに形成される酸化鉄です。
単純な交換反応の別の例は、銅リボンを硝酸銀溶液に入れると発生します。時間の経過とともに、硝酸銀溶液は無色ではなくなり青みがかかり、テープは銀色の色合いになります。これは、溶液中の銀がテープ中の銅によって置き換えられるために発生します。溶液の青みがかった色調は、溶液中の銅イオンの形成によるものです。
この反応は次の化学方程式で表すことができます。
Cu + AgNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + 2 Ag
Nox を通して、電子が銅から銀にどのように移動したかを確認してください。
0 +2 +5 -2 +2 +5 -2 0
Cu + 2 AgNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + 2 Ag
単純な交換反応の別の例は、鉄を塩酸溶液に入れて気泡の形成を観察するときに起こります。これらの泡は、次の方程式に従って、鉄が 3 つの電子を失い、各水素イオンが 1 つの電子を獲得するときに放出される水素ガスです。
2 Fe (秒) + 6 HCl (水溶液) → 2 FeCl 3(水溶液) + 3 H 2(g)
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